CN204297044U - 一种近空间飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种近空间飞行器，包括上部的飞艇(1)，底部的飞机(2)，以及用于连接所述飞艇(1)和飞机(2)的连接装置(5)。本实用新型结合飞机和飞艇优势特征，飞艇具有高空停留时间长，而飞行速度快，操纵灵活的特点。将飞艇与飞机通过固定连接装置连接起来，飞艇能够为飞艇、飞机及其附属结构提供升力，而飞机则能够提供操纵力，通过两者的组合既能够实现飞行器具有长时间驻留能力，还能够较好的操纵和控制飞行器，使其能够在较恶劣的环境中飞行。此外，它还具有优越的低速飞行可控性，垂直短距起降，高升阻比，优良的爬升与转弯性能，低能耗，安全的紧急着陆等性能。

Description

一种近空间飞行器

技术领域

本实用新型涉及一种飞行器，特别是涉及一种可在太空或近空间开展探测的飞行器，具有飞艇和飞机的双重特点，适合作为近空间飞行器或者火星探测器。。

背景技术

近空间是一个非常重要的对地观测空间，在此范围内布置长时间停留的飞行器，能够长期有效实时对地观测。与近空间类似，银河系的其它星球及外太空的大气同样非常稀薄，比如火星表面的大气密度相当于地球上空30公里处大气密度，其大气成分主要为二氧化碳，火星平均温度比地球平均温度低20度左右，而火星的重力加速度大约为地球的1/3左右。因此针对近空间和太空探测的飞行器具有重要意义。

由于近空间和外太空空气稀薄，传统的固定翼飞行器必须具有较高的速度才能实现稳定飞行，并且难以长时间驻留。目前，在近空间的飞行器主要以飞艇和气球为主，这两类飞行器均能够在地球上空30公里处滞留很长时间，而且飞艇具有短距垂直起降性能，以及低速可操纵性。然而，飞艇体积大、速度低、不灵活，因而极易受到攻击。正是这么大的体积，使得飞艇既飞不快，也难以操纵，而且极容易受到气流的影响，再加上火星等外太空星球表面的恶劣环境，像常年的沙尘暴，以及其表面大气的低雷诺数等，又严重影响了飞艇的稳定性及操控性，火星等星球低的大气密度给依赖浮力设计和飞行的飞艇都带来了极大的困难。因此如何设计既能在近空间又能在外太空开展探测的飞行器成为了重要问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种既能够在近空间使用又能进行外太空探测的飞行器，达到既能够长时间驻留空间，又具有较好的稳定性和操纵性。

为解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种近空间飞行器，包括上部的飞艇，底部的飞机，以及用于连接所述飞艇和飞机的连接装置。

进一步的，所述飞艇包括流线型艇体，以及设置于艇体尾部起水平和垂直起稳定控制作用的飞艇垂直稳定面和飞艇水平稳定面。

进一步的，所述飞机包括机身，所述机身上部与连接装置固定连接；机身前部设有鸭翼；机翼与飞机机身固定连接。

进一步的，所述机翼为后掠翼型式，且翼尖位置布置有挡板。

由以上可知，本实用新型所采用的技术方案具有如下优点：

本实用新型结合飞机和飞艇优势特征，飞艇具有高空停留时间长，而飞行速度快，操纵灵活的特点。将飞艇与飞机通过固定连接装置连接起来，飞艇能够为飞艇、飞机及其附属结构提供升力，而飞机则能够提供操纵力，通过两者的组合既能够实现飞行器具有长时间驻留能力，还能够较好的操纵和控制飞行器，使其能够在较恶劣的环境中飞行。此外，它还具有优越的低速飞行可控性，垂直短距起降，高升阻比，优良的爬升与转弯性能，低能耗，安全的紧急着陆等性能。

从总体参数及结构配置上也可看出，本实用新型专利所提出的飞行器为一种低成本、可行的方案，充分采用成熟的飞机设计技术和飞艇设计技术的有机结合，扬长避短，完全发挥各自的优势，即运用现成熟的技术有机组合，形成一种全新的可行方案，省时省力，从而大大降低成本。

附图说明

图1为本实用新型近空飞行器的整体结构示意图；

图2为本实用新型近空飞行器的侧视图；

图3为本实用新型近空飞行器的前视图；

图4为本实用新型近空飞行器的顶视图；

图5为本实用新型近空飞行器的底部飞机整体结构示意图；

图6为本实用新型近空飞行器的飞机顶视图；

图7为本实用新型近空飞行器的飞机侧视图；

图8为本实用新型近空飞行器的飞机后视图；

图中：

1、飞艇；        2、飞机；      3、飞艇垂直稳定面；    4、飞艇水平稳定面；

5、连接装置；    6、鸭翼；      7、机翼；              8、挡板；

9、飞机机身      11、艇体

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步描述。

本实用新型专利所提出了的近空间飞行器采用了如图1其所示的飞艇1和飞机2结合方式，综合了两者的优点，适用于近空间和太空探测的需要。

飞行器上部采用硬式飞艇1结构，飞艇1为由一个巨大的流线型艇体11、位于艇体11尾部有水平和垂直起稳定控制作用的飞艇垂直稳定面3和飞艇水平稳定面4组成。中间设有一个连接装置5，下部采用鸭式轻型飞机1布局，机翼7翼尖有挡板8，便于操控。

如图2和图3所示，飞机2通过一个连接装置5与飞艇1固定连接。连接装置5可以选择任意一个可以与飞艇1和飞机2进行固定连接的结构，连接装置5固连在飞艇1下部，并与飞机2上部相连。飞艇1和飞机2所组成的飞行器为一个轴对称结构。

如图4所示飞艇1艇体11后侧有飞艇垂直稳定面3和飞艇水平稳定面4，主要对飞艇1起到稳定飞行的作用。

如图5-8所示，飞机2由飞机机身9、鸭翼6、机翼7和挡板8组成。飞机机身9上部与连接装置5固定连接。飞机2采用了鸭式布局，前部具有鸭翼6结构。机翼7与飞机机身9固定连接，并且在翼尖位置布置有挡板8。为了提高飞机2的结构稳定性和可靠性，机翼7优选采用后掠翼型式。

飞艇1是一种轻于空气的航空器，艇体11气囊内充以密度比空气小的浮升气体(氢气或氦气等)，借以产生浮力使飞艇1升空，但是气艇1操纵性差，难以在恶劣环境中使用。而飞机2要依靠机翼7上下表面的气流速差，因此必须使机翼7和空气有相对速度，所以飞机2必须要达到一定速度才可以起飞，在空中也不可以飞得太慢，低于一定速度就会失速坠落，更不可以悬停在空中。由于近空间和诸如火星等太空环境中的空气密度较低，因此飞机2需要相对于地球上更大的飞行速度才能产生足够的升力和操纵力，因此给飞机2难以在近空间和火星上应用。

本实用新型专利综合了飞艇1和飞机2各自的优势，在地面起飞或着陆时，飞艇1体积大，极易受到气流的影响，难以操纵，采用飞机2操纵起飞或着陆，同时，飞机2还为飞艇1提供了不可缺少的推动力；而在距地面20公里到100公里的高度(近太空或临近空间)，即在高度超过两万米的稀薄空气下飞机2飞行很困难，此时，飞艇1不仅可以悬停在空中，而且还可以借助于浮力随意在空中悬停几乎无限长的时间，无需消耗任何燃料，真正起到了一个浮空平台的作用。

本实用新型专利所提出来飞行器是一种新颖独特的飞行布局方式形式，不仅适用于需要长时间低速飞行的任务，如巡逻，勘测，搜索就生，广告摄影等，而且还可大量用于需要高速运输、作战等场合。特别地，本实用新型专利所提出的飞行器能够安静且平稳地完成升降和飞行，能够方便安全的携带高科技监视设备。可以在飞艇1中的气囊中携带大型雷达天线，而形状和尺寸可以不受限制，经过改装还可完成外星球探测任务。本实用新型专利所提出的飞行器的成本造价极低，飞行器还可做为一个卫星，在空中定位、无限时停留，它的功能与人造卫星相当，但它的成本却远远低于人造卫星。

上述各功能仅用于说明本实用新型，其中各功能的具体实现可以在本实用新型技术方案的基础上进行等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (4)

1.一种近空间飞行器，其特征在于，包括上部的飞艇(1)，底部的飞机(2)，以及用于连接所述飞艇(1)和飞机(2)的连接装置(5)。

2.根据权利要求1所述的一种近空间飞行器，其特征在于，所述飞艇(1)包括流线型艇体(11)，以及设置于艇体(11)尾部的飞艇垂直稳定面(3)和飞艇水平稳定面(4)。

3.根据权利要求1所述的一种近空间飞行器，其特征在于，所述飞机包括机身(9)，所述机身(9)上部与连接装置(5)固定连接；机身(9)前部设有鸭翼(6)；机翼(7)与飞机机身(9)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种近空间飞行器，其特征在于，所述机翼(7)为后掠翼型式，且翼尖位置布置有挡板(8)。